Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Kemi 1

Administration

Prov 2006-02-28 i Metall- och elektrokemi

Artikelindex

Tid: 75 minuter

Tillåtna hjälpmedel är penna, suddgummi och linjal, formelsamling, samt miniräknare. Samtliga svar skall skrivas på detta pappret. Alla reaktionsformler skall vara balanserade. Molvolymen kan antas vara 24,5 dm3/mol och pKw = 14,00 om inget annat anges. Andra konstanter etc. får du söka efter i formelsamlingen.

Del I. Ringa in de rätta svaren!

  1. I vilka tre av följande ämnen har svavel, S, oxidationstalet +IV? (1p)
    1. H2SO4
    2. SO2
    3. H2SO3
    4. H2S2O8
    5. \({\sf \text{SO}_3^{2-}}\)
  2. Vilka två av följande övergångar är reduktioner? (1p)
    1. H2S → S
    2. Fe3+ → Fe2+
    3. SO2 → S
    4. V2O5 → VO3-
    5. Cu+ → Cu2+
  3. Vilka två av nedanstående metaller är relativt okänsliga för oxiderande syror, t.ex. salpetersyra? (1p)
    1. Titan
    2. Aluminium
    3. Bly
    4. Tenn
    5. Zink

Del II. Frågor som bara kräver svar.

 
  1. Vad är orsaken till att metallerna i fråga 3 inte är känsliga för oxiderande syror? (1p)
  2. Skriv formeln för den kemiska reaktion som sker vid kalkbränning! (1p)
  3. Balansera följande formel med lägsta möjliga heltalskoefficienter. Reaktionen sker i sur lösning. (1p)

    __Zn + __\({\sf \text{NO}_3^-}\) → __Zn2+ + __N2O

  4. Man elektrolyserar en vattenlösning av kaliumjodid mellan två kolelektroder. Skriv formeln för anod- och katodreaktionerna! (2p)

Del III. Frågor som kräver fullständig lösning och (i förekommande fall) balanserade formler. Glöm inte enhet!

  1. För en viss galvanisk cell är cellreaktionen

    Zn(s) + 2Ag+(aq) → Zn2+(aq) + 2Ag(s)

    Skriv cellschemat och beräkna cellens EMK. Samtliga koncentrationer är 1,00 M. (2p)

  2. Kranvattnet i en viss kommun i Sverige har en hårdhet på 4,78 °dH. Hur många ml EDTA med koncentrationen 10,0 mM behöver man för att titrera 100 ml kranvatten med? Kom ihåg att 1 °dH motsvarar en CaO-koncentration på 10 mg/l. (4p)
  3. Nitrifikationsbakterier omvandlar ammoniumjoner i marken till nitratjoner. Den obalanserade reaktionsformeln kan skrivas:

    __\({\sf \text{NH}_4^+}\)(aq) + __O2(g) ⇌ __\({\sf \text{NO}_3^-}\)(aq) + __H2O + __H+(aq)

    (aq) betecknar i formeln det vatten som finns i marken, den s.k. markvätskan.

    Reaktionen är reversibel. Reaktionen åt höger kallas nitrifikation. (Reaktionen åt vänster sköts av andra bakterier och kallas denitrifikation.)

    1. Balansera reaktionsformeln med minsta möjliga heltalskoefficienter. Sätt in koefficienterna direkt i formeln ovan! (1p)
    2. Nitrifikationen (reaktionen åt höger) missgynnas av att marken är våt, syrefattig och har lågt pH. Hur framgår detta av reaktionsformeln? (3p)

Facit

Betygsgränser

Max: 18,0
Medel: 10,98
G: 5,5
VG: 11,0
MVG: 14,5

Del I. Ringa in de rätta svaren!

  1. b, c, e. Alla tre korrekt angivna ger 1p. Alla andra svarsalternativ ger 0p.
  2. b, c. Båda två korrekt angivna ger 1p. Alla andra svarsalternativ ger 0p.
  3. a, b. Båda två korrekt angivna ger 1p. Alla andra svarsalternativ ger 0p.

Del II. Frågor som bara kräver svar.

  1. De passiviseras, dvs. det bildas en skyddande oxidhinna.
  2. CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
  3. 10H+ + 4Zn + 2\({\sf \text{NO}_3^-}\) → 4Zn2+ + N2O + 5H2O
  4. Anod: 2I(aq) → I2(aq) + 2e

    Katod: 2H2O + 2e → 2OH(aq) + H2(g)

    Ej tagit med aggregationstillstånden ... inget avdrag

    Förväxlat anod- och katodreaktionerna ... -1p

Del III. Frågor som kräver fullständig lösning och (i förekommande fall) balanserade formler. Glöm inte enhet!

Ingen/felaktig enhet i svaret ... -1p

Räknat med avrundade siffror ... -0,5p

  1. – Zn(s) | Zn2+(aq), 1,00M || Ag+(aq), 1,00M | Ag(s) +


    \(E = e^0_{\text{Ag}} - e^0_{\text{Zn}}\)
    \(E = 0,80\text{V} - (-0,76\text{V}) = 1,56\text{V}\)


    Rätt cellschema - 1p; rätt uttryck för E - 0,5p; Rätt värde på E - 0,5p

  2. Lösning:4,78 °dH motsvarar 47,8 mg CaO/l.

    I kranvattnet finns 0,100l · 0,0478g/l = 0,00478g


    Detta motsvarar

    \(\frac {0,00478\text{g}}{(40,08 + 15,9994)\text{g/mol}} = 8,5236289975 \cdot 10^{-5}\text{mol} =\)
    \(= n_{\text{EDTA}}\)


    \(V_{\text{EDTA}} = \frac {n_{\text{EDTA}}}{c_{\text{EDTA}}} = \frac {8,5236289975 \cdot 10^{-5}\text{mol}}{0,0100\text{mol/dm}^3} =\)
    \(= 8,5236289975 \cdot 10^{-3}\text{dm}^3 \approx 8,52\text{ml}\)


    Rätt substansmängd Ca2+-joner – 2p; rätt substansmängd EDTA – 1p; rätt volym EDTA ... 1p

    1. \({\sf \text{NH}_4^+}\) + 2O2 ⇌ \({\sf \text{NO}_3^-}\) + H2O + 2H+
    2. Minskad syrgaskoncentration (syrefattigt vatten) leder till en nettoreaktion åt vänster (dvs. oxidationen av ammoniumjoner minskar) (1p). Ökad koncentration av vatten och vätejoner (vått och surt i marken) leder också till en nettoreaktion som går åt vänster (1p). När nettoreaktionen går åt vänster förbrukas nitratjoner, dvs. nitrifikationen minskar (1p).

 

   

Också intressant: